Програмен модел на PIC1617XX - 1 лекция

Слайд 1

ПРОГРАМЕН МОДЕЛ НА PIC16/17XX

Слайд 2

Архитектурни особености:
1. RISC процесор с висока производител-ност (Харвардска архитектура вместо традиционната ФонНойманова архитектура):
Само 35 инструкции с дължина една дума.
Всички инструкции се изпълняват за един цикъл (200 ns) с изключение на преходите, които се изпълняват за два цикъла.
Тактова честота 20 MHz, дължина на цикъла 200 ns.
Възможност за обслужване на прекъсвания.
Хардуерен стек с осем нива.
Пряка, косвена и относителна адресации.

Слайд 3

Архитектурни особености:
2. Специални характеристики:
Начално установяване при включване на захранването (POR[1]).
Таймери: таймер на захранването (PWRT[2]), таймер на генератора (OST[3]).
Стражеви таймер (WDT[4]) със собствен RC[5] генератор за по-надеждна работа.
Програмируема защита на кода.
Режим SLEEP[6] с ниска консумация.
Избираеми опции на генератора.
Вътрешно схемно програмиране.

[1] POR (Power On Reset) – начално установяване при включване на захранването.
[2] PWRT (PoWeR Timer) – таймер на захранването.
[3] OST (OScillator Timer) – таймер на генератора.
[4] WDT (Watch Dog Timer) – стражеви таймер.
[5] RC (Resistor Capacitor) – генератор, параметрите на генерираните импулси на който се определят от елементи резистор R и кондензатор C.
[6] SLEEP (SLEEP) – спящ режим.

Слайд 4

Архитектурни особености:
3. CMOS технология:
Високоскоростен CMOS EPROM с ниска консумация.
Напълно статична структура.
Широк обхват на захранващото напрежение  от 3.0 V до 6.0 V.
Търговски, промишлен, военен и автомобилен температурен обхват.
Ниска консумация:
< 2 mA при 5 V, 4 MHz.
15 mA при 3 V, 32 kHz.
< 1 mA типичен ток за режим Standby[1].

[1] Standby (Standby) – изчакващ режим.

Слайд 5

Архитектурни особености:
4. Характеристики на периферията:
Голям входен/изходен ток  25/25 mA.
Таймер 0: 8битов таймер/брояч с 8битов входен делител.
Таймер 1: 16битов таймер/брояч. Стойността на Таймер1 може да бъде увеличавана в режим SLEEP чрез външен такт.
Таймер 2: 8битов таймер/брояч с 8битов регистър, входен и изходен делител.

[1] CCP (Capture/Compare/Pulse wide modulation) – хронометър/сравнение/широчинно-импулсна модулация.

Слайд 6

Архитектурни особености:
4. Характеристики на периферията:
Модули ССР[1]:
16битов хронометър, максимална разрешаваща способност 12,5 ns;
16битово сравнение, максимална разрешаваща способност 200 ns;
10битова широчинноимпулсна модулация (PWM[2]).
Синхронен сериен порт (SSP[3]) със SPI[4] и I2С[5].
Сериен комуникационен интерфейс (SCI[6]/USART[7])  универсален синхроненасинхронен приемникпредавател.

[1] CCP (Capture/Compare/Pulse wide modulation) – хронометър/сравнение/широчинно-импулсна модулация.
[2] PWM (Pulse Wide Modulation) – широчинноимпулсна модулация.
[3] SSP (Serial Synchronous Port) – синхронен сериен порт.
[4] SPI (Serial Peripheral Interface) – сериен периферен интерфейс.
[5] I2C (Inter Integrated Circuit) – интерфейс за обмен на информация между интегрални схеми.
[6] SCI (Serial Communication Interface) – сериен комуникационен интерфейс.
[7] USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) – универсален синхронен/асинхронен приемник/предавател.

Слайд 7

Архитектурни особености:
4. Характеристики на периферията:
8 битов многоканален аналоговоцифров преобразувател.
Паралелен подчинен порт (PSP[1]), 8битов с външни шини за четене RD[2], запис WR[3] и избор на чипа CS[4].
Схеми за генериране на начално установяване при смущения в захранването (BOR[5]).

[1] PSP (Parallel Slave Port) – паралелен подчинен порт.
[2] RD (Read) – четене.
[3] WR (Write) – запис.
[4] CS (Chip Select) – избор на чип.
[5] BOR (Brown-Out Reset) – начално установяване при пропадане в захранването.

Слайд 8

Програмен модел на PIC16/17XX

Слайд 9

Изпълнение и конвейер на инструкциите

Program Counter

Q2

Q3

Q4

Q1

Q2

Q3

Q4

Q1

Q2

Q3

Q4

Q1

Q2

Q3

Q4

OSC2/CLKOUT
(RC mode)

PC

PC+1

PC+2

Fetch INST (PC)

Execute INST (PC-1)

Fetch INST (PC+1)

Execute INST (PC)

Fetch INST (PC+2)

Execute INST (PC+1)

Q1

Internal
phase
clock

TCY1

TCY2

TCY3

OSC1

Слайд 10

Пример. Изпълнение на после-дователност от инструкции

1. MOVLW 55h

2. MOVWF PORTB

3. CALL SUB

4. BSF PORTA, BIT3 (Принудителен NOP)

5. Инструкция на адрес SUB

Fetch SUB

Fetch 1

Execute 1

Fetch 2

Execute 2

Fetch 3

Execute 3

Fetch 4

Flush

Tcy0

Tcy1

Tcy2

Tcy3

Tcy4

Tcy5

Execute SUB

Слайд 11

Формат на инструкциите:
байтовоориентирани;
битовоориентирани;
инструкции с константи и за управление.

Слайд 12

Байтово-ориентирани инструкции Файл-регистър
d = 0  приемник е работният регистър W
d = 1  приемник е файловият регистър f
f = 7битов адрес на файлов регистър

Слайд 13

Битово-ориентирани инструкции Файл-регистър
b = 3битов адрес на бита
f = 7битов адрес на файлов регистър

Слайд 14

Инструкции с константи и за управление
Основни
Инструкции CALL и GOTO
k = 8-битова непосредствена стойност
k = 11битова непосредствена стойност

Регистрирайте се за пълен достъп